Ю.О. Беличенко «Наука в XIX веке». Вступление

Обзорная лекция для учеников 7-11 классов.
Учитель физики Классической Гимназии Юлия Олеговна Беличенко 
14 марта 2017 года.

Конец восемнадцатого века  и девятнадцатый век ознаменовались невиданным прежде техническим подъемом. В продолжение полутораста лет было сделано множество блестящих изобретений, созданы новые виды двигателей, освоены новые средства связи и транспорта, придуманы самые разнообразные станки и машины. В большинстве отраслей производства ручной труд был почти полностью вытеснен машинным. Скорость, качество обработки и производительность труда выросли в несколько десятков раз. Примерно с  1770-х годов 18 века происходят такие научные открытия, которые сразу же влекут за собой  развити техники. Создается техника, которая необходима для перехода к следующей фазе научно-технического прогресса. Прежде всего научные усовершенствования находят место в текстильной и ткацкой промышленности.

Сравните: так выглядели ручная прялка и ручной ткацкий станок до середины XVIII века, 

в 1730 году появился ткацкий станок с педалью для автоматического пропускания нити,

прядильная машина Аркрайта 1769 г., возникло ткацкое фабричное производство.  Англичанин Аркрайт оказался не только удачливым изобретателем, но и ловким дельцом. Вскоре его фабрика разрослась до размеров крупного предприятия. В 1779 году на его прядильной фабрике было несколько тысяч веретен и работало 300 рабочих. Не останавливаясь на этом, Аркрайт основал еще несколько фабрик в разных концах Англии. В 1782 году на него работало уже 5000 рабочих, а его капитал оценивался в 200 тысяч фунтов стерлингов.

Потому что теперь каждый предприниматель, который хочет получить прибыль, ставится перед необходимостью применять технические новинки, потому что если он их не использует, то придет другой предприниматель, внедрит эти новинки раньше  других, и они  разорятся.

Хотя считается, что первый компьютер появился в 20 веке, но уже в XIX веке были построены первые прообразы современных станков с числовым программным управлением. Жозеф Мари Жаккар французский изобретатель, в 1804 году придумал способ программирования работы ткацкого станка. Суть изобретения состояла в том, что нитью можно было управлять, используя перфокарты с отверстиями в определенных местах, в которых предполагалось нанести нить на ткань.

Швейную машинку начали изобретать  с середины 18 века, а в 19 веке  Зингер только её усовершенствовал. 

Итак, уже весь мир одет, обут, и уже тканями не домашнего, мануфактурного производства, а фабрично-заводского. И появляется спрос на машины. А это уже – требование к развитию металлургической и машиностроительной промышленности. Поэтому в 19 веке начинается активно развиваться машиностроительная промышленность. Появляются паровые молоты, прокатные станы. Целые заводы, огромные производства, которые оснащены мощными металлообрабатывающими рабочими машинами и станками. Это токарные, фрезерные, шлифовальные, строгальные станки. Они позволяют заменить ручной труд на машинный.

В США, где было много дерева, аналогичная система заводского производства охватывает не только металлообработку, но и производство различных вещей из дерева.

В развитии сельскохозяйственного машиностроения одно время лидирует Англия, а затем пальма первенства переходит США, где аграрный сектор получает наибольшее развитие.

Совершенствование металлургии приводит к тому, что появляются новые способы выплавки металла. 1856 год – конвертор Бессемера. Мартеновская печь изобретена окончательно в 1864 году, что резко увеличивает выплавку металла. Интенсификация происходит и в цветной металлургии.

Особенность периода научно-технического прогресса XIX века заключается в том, что революция происходит на транспорте и в связи.

Вернёмся ещё раз в XVIII век: Изобретение универсального парового двигателя, без которого не могут начать работать крупные фабрики. В России эту попытку осуществил в 1763 году Ползунов, а в Англии немного позднее Уатт в 1764 году. 

Русский инженер И. И. Ползунов  изобрёл паровой двигатель  для подачи воздуха в плавильные печи. Это была машина непрерывного действия за счет применения двух цилиндров вместо одного: поршни цилиндров двигались навстречу друг другу и поочередно действовали на общий вал. Паровая машина Ползунова имела мощность 1,8 лошадиных сил. Испытания паровой машины начались спустя неделю после смерти Ползунова — весной 1766 года.

Патент на двигатель Джеймса Уатта был зарегистрирован в 1769 году. В документе было определено, что автор патента изобрел не новую машину, а паровой двигатель. Уатт до конца не понимал, насколько значимым в будущем станет его усовершенствование. В двигателе поршень перемещался под действием пара. Благодаря этому можно было многократно увеличивать мощность, создавая большее давление. С этого момента, паровая машина перестает быть привязана к угольным шахтам. Её начинают применять на заводах, устанавливать на пароходы, создавать поезда. Благодаря изобретению стало возможным создание паровоза, а чуть позже и парохода. Он ее совершенствовал и в окончательном варианте создал в 1784 году.

Изобретение паровой машины Уатта двойного действия привело действительно к революции в экономике Англии. Дело в том, что к концу 18 века внедрение этой машины дало приращение национального продукта Англии к 1800 году на 11%. Потому что КПД паровой машины Уатта было уже не 1%, а 4%. Уатт  в 1803 году изобретает паровоз, который сначала бегает по улицам без рельсов, потом его ставят на рельсы.